[发明专利]一种被动退型芯式分层注射模具

说明书

本发明提出一种被动退型芯式分层注射模具，由动模、定模、活塞、气压杆组成活塞置于模具型腔内部，依靠气压杆同定模相连，气压杆对活塞的后退运动提供阻力，即背压。活塞分为外活塞和内活塞，每个活塞连接一个气压杆，即外气压杆和内气压杆，外气压杆和内气压杆可以控制不同的气压，因而实现分层注射。本发明注射模具在模具型腔内部加入活塞，利用物料推动活塞运动，由活塞提供背压，解决了注塑过程中欠注的问题；模具型腔内部起初被活塞所封闭，物料进入模具型腔的时候受到活塞的阻挡，避免了注射初期物料喷射的问题；物料在模具型腔内流动时需要推动活塞运动，因活塞具有背压，迫使物料沿活塞运动方向运动，保证了物料在模具型腔内的稳定流动。

技术领域

本发明涉及模具制造，适用于大尺寸等截面塑料件注射成型工艺，属于工业设计领域。

背景技术

近年来，随着塑料成型工业的发展，大尺寸塑料件制品的需求越来越旺盛，注射作为一种高效的塑料成型工艺，得到了广泛的应用。注射过程主要是注射机螺杆塑化熔融物料并将物料注射进模具型腔进而固化成型的过程。在注射成型的过程中，注射不同物料以及注射成型不同尺寸、不同形状的制品时，对模具的要求也大不相同。例如在成型大尺寸光学塑料制品时，为了实现其光学性能，需要解决制品在成型过程中内应力大且分布不均、冷收缩大、内部流动混乱、欠注等问题。这些问题的存在制约着注射成型大尺寸塑料制品的发展。

为了解决这些问题，国内外学者探究出一些解决方案。我国的洪小英(洪小英.厚壁光学产品零收缩的注射工艺控制技术[J].新技术新工艺,2014(9):80-83.)通过多次试验绘制出产品的固化收缩线，通过补偿物料的方式实现大尺寸厚壁制品的零收缩。德国亚琛工业大学的Ch.Hopmann(Ch.Hopmann,Neuss A,Weber M,et al.Multilayer injectionmoulding of thick-walled optical plastics parts[C].International Conferenceof the Polymer-processing-society.American Institute of Physics,2014:146-149.)等人设计了多层注射的方式来解决厚壁注射的问题，多层注射是改进了传统的双色注射、分层注射，利用相同的物料来生产预成型层和后成型层。由于多层塑料制品是逐步分层注射成型的，每一层的厚度要比最终要成型的制品薄很多，这种注射成型方式能够缩短注射成品的总生产周期，提升制品的表面质量，减小翘曲、内应力不均等问题。

上述两种方案都可以实现大尺寸塑料制品的注射成型，但是都存在一定的缺陷。在洪小英的方案中，利用多次试验绘制产品固化收缩曲线，只是能够解决大尺寸塑料件固化收缩大的问题，而且多次试验也增加了产品成型周期，提高了生产成本。在Ch.Hopmann的多层注射方案中，界面结合是最大的问题，这就要求在注射过程中要有精确地工艺参数要求，并且对注射机以及模具的精度要求非常高，难以实现大规模的工业化成产。

简化流程，缩短成型时间，降低生产成本一直是工业化生产所追求的，通过优化成型工艺、改进现有的设备来实现成本优化。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种新型的被动退芯式分层注射模具，提出在模具的型腔内加入活塞以及气压杆。活塞最初将模具的型腔封闭，在注射过程中，物料填充模具型腔，物料受到活塞的阻力，形成背压，迫使物料填充完整与稳定流动。由此可以极大地避免欠注的发生。而且通过活塞分层，连接不同型号的气压杆，可以实现分层注射的功能。活塞依靠气压杆提供背压。活塞、气压杆可拆卸，整个结构可以根据不同的物料、不同的注射条件进行调整。比如气压杆气压数值大小以及是否为恒力可以进行调整。活塞可以多层布置，通过不同型号气压杆提供不同的背压，从而实现分层注射。